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基于DSP与CAN总线技术的新型馈线监控终端的研发

发布时间:2016-10-28 18:09

  本文关键词:分布自愈式配电自动化终端的研制,由笔耕文化传播整理发布。


《合肥工业大学》 2006年

基于DSP与CAN总线技术的新型馈线监控终端的研发

王骏  

【摘要】:本文概要介绍了配电自动化特别是馈线自动化技术的概念、功能要求和发展前景,以及本项目的开发背景;详细描述了如何利用TI公司的新型32位定点DSP芯片TMS320F2812为核心控制芯片来设计本馈线监控终端;对其设计思想、硬件组成和软件设计均做了详尽的阐述,并给出了部分关键硬件原理图和软件流程图。 本监控终端不但硬件结构简单、运行稳定可靠,可以实时采集、运算、分析电网模拟量和数字量数据,对电网故障实时监测,可靠地记录故障动态过程,准确地判断出故障线路,对故障快速隔离,实现了“三遥”功能;而且硬件电路上的特殊设计可以准确测得零序小电流,将单相接地故障选线功能融入,可以可靠的选定故障线路、故障区段;另外,与配电子站的通信,本装置既可以通过异步串口按国家电力行业标准101协议实现,又可以通过CAN总线接口完成,满足了配电自动化系统对通信方式多元化的要求。这些功能的设计思想和如何实际实现在本文中都给出了描述。 同时,本文着重阐述了如何利用TMS320F2812片内CAN总线控制器来设计本馈线监控终端的CAN总线硬件接口模块,如何按照CAN总线协议和欧洲标准CAN总线高层协议——CANopen协议来设计本装置CAN总线软件模块,以及如何利用本设备通过CAN总线与配电子站来共同构建馈线自动化系统;并且在最后给出了应用实例。

【关键词】:
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM764
【目录】:

  • 第一章 概述12-19
  • 1.1 配电网自动化的概念、特点以及意义12-13
  • 1.2 国内外配电网自动化的现状和发展前景13-14
  • 1.3 馈线自动化系统的定义和结构14-15
  • 1.4 馈线监控终端的基本功能和技术难点15-17
  • 1.5 本项目开发背景和本论文主要研究内容17-19
  • 第二章 系统的硬件设计19-33
  • 2.1 FTU的硬件要求和设计原则19-20
  • 2.2 系统硬件的整体设计20-21
  • 2.3 CPU模块21-24
  • 2.3.1 TMS20F2812的性能特点21-22
  • 2.3.2 TMS320F2812在系统中的具体应用22-24
  • 2.4 模拟量输入模块24-26
  • 2.4.1 电压和电流信号的采集电路设计24-25
  • 2.4.2 频率信号的测量电路设计25-26
  • 2.5 数字量输入和输出模块26-27
  • 2.6 通信模块27-29
  • 2.6.1 R5232通信单元27-28
  • 2.6.2 CAN总线通信单元28-29
  • 2.7 时钟和外部存储空间模块29-31
  • 2.8 电源模块31-33
  • 第三章 系统的软件设计和主要功能的实现33-48
  • 3.1 系统的软件整体设计33-34
  • 3.2 SCADA功能34-39
  • 3.2.1 模拟信号量的采集34-36
  • 3.2.2 基本电参量的计算36-38
  • 3.2.3 数字信号量的处理38-39
  • 3.3 故障处理功能39-42
  • 3.3.1 相间短路故障处理39-40
  • 3.3.2 单相接地故障处理40-42
  • 3.4 通信功能42-45
  • 3.4.1 R5232通信和101协议42-44
  • 3.4.2 CAN总线通信44-45
  • 3.5 时钟计时和电参量存储功能45-48
  • 第四章 基于 CAN总线的馈线自动化系统的构建48-61
  • 4.1 馈线自动化系统的通信任务要求和现状48-49
  • 4.2 CAN总线通信协议49-51
  • 4.2.1 CAN总线概述49-50
  • 4.2.2 CANopen协议简介50-51
  • 4.3 CAN总线在馈线自动化系统中的应用51-60
  • 4.3.1 基于CAN总线的馈线自动化系统的硬件构建52
  • 4.3.2 CAN总线的软件实现52-59
  • 4.3.3 应用实例59-60
  • 4.4 CAN总线在馈线自动化系统中应用的优势60-61
  • 第五章 总结和展望61-64
  • 5.1 工作总结61-63
  • 5.2 工作展望63-64
  • 参考文献64-66
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